KR940010232B1 - Prcess & device for inspecting control rod clusters for nuclear fuel assemblies - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제 1 도는 가압수형 원자로에 사용된 기존 형태의 제어봉 클러스터의 상부 사시도.1 is a top perspective view of a conventional control rod cluster used in a pressurized water reactor.
제 2 도는 본 발명에 따른 장치가 설치될 수 있는 핵발전소용 연료 빌딩의 단순화된 부분 단면도.2 shows a simplified partial cross-sectional view of a fuel building for a nuclear power plant, in which a device according to the invention can be installed.
제 3 도는 하향 운동중의 처리 그립퍼를 안내해 주는 기능을 가진 편향 날개가 끼워진 시험 장치의 개략적인 상부 입면도.3 is a schematic top elevation view of a test device fitted with a deflection vane having a function of guiding a process gripper during downward motion.
제 4 도는 본 발명의 실시예에 따른 장치의 상부 개략도 및 관련 구성 부품(편향기, 초음파 기구 및 도시않은 그 전자 소자)의 블록 다이어그램.4 is a block diagram of a top schematic view of a device according to an embodiment of the present invention and associated components (deflector, ultrasonic instrument and its electronic device not shown).
제 5 도는 제 4 도에 도시된 장치의 상부 지지판과 몸체 상부의 측면도.5 is a side view of the upper support plate and the top of the body of the device shown in FIG.
제 6 도는 제 4 도에 도시된 장치의 상부 지지판과 위치 설정판 및 상부를 제 7 도의 VI-VI면을 따라 취한 단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view of the upper support plate and positioning plate and the top of the device shown in FIG. 4 along the VI-VI plane of FIG.
제 7 도는 위치 설정판과 상부 지지판을 와동 전류 코일 바로 위의 면으로부터 본 상부도.7 is a top view of the positioning plate and the upper support plate viewed from the surface directly above the vortex current coil.
제 8 도는 시험장치용 제거가능한 수직 오프셋 블록의 실시예의 도면.8 illustrates an embodiment of a removable vertical offset block for a test apparatus.
제 9 도는 제 8 도의 제거가능한 블록의 일부를 위에서 본 도면.9 is a view from above of part of the removable block of FIG. 8;
제 10 도는 장치 몸체의 상부에서의 제1지주와 하부에서의 제2지주를 도시하는 상부도.10 is a top view showing a first support at the top of the device body and a second support at the bottom.
제 11 도는 시각 검사 거울이 어떻게 고정되어 있나를 보여주는 제7도의 XI-XI선을 따라 취한 단면도.11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI of FIG. 7 showing how the visual inspection mirror is fixed.
제 12 도는 제 11 도의 좌측도.12 is a left side view of FIG.
제 13 도는 회전하는 초음파 센서를 휴대한 원격조종 제어판의 구조를 수직면에 따라 취한 개략 단면도.13 is a schematic cross-sectional view of the structure of a remote control control panel carrying a rotating ultrasonic sensor along a vertical plane;
제 14 도는 제 13 도의 XIV-XIV선을 따라 취한 단면도.14 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 제어봉 클러스터 12: 제어봉10: control rod cluster 12: control rod
14 : 검사 장치 16 : 연료 빌딩14: inspection device 16: fuel building
24 : 핵연료 집합체 30 : 상부 지지부24: fuel assembly 30: upper support
32 : 몸체 34 : 수직 오프셋 블록32: body 34: vertical offset block
35 : 데이타 프로세서 36 : TV 모니터35: data processor 36: TV monitor
37 : 비데오 테이프 레코더 39 : 다리37: video tape recorder 39: legs
42 : 비데오 카메라 44 : 받침대42: video camera 44: stand
46 : 와동 전류 코일 50 : 수평 테이블46: vortex current coil 50: horizontal table
72 : 안내관 78 : 가로대72: guide 78: crossbar
86 : 받침대 88 : 인덱싱 러그86: pedestal 88: indexing lug
92 : 거울 홀더 94 : 스트립92 mirror holder 94 strip
100,130 : 거울 106 : 초음파 검사 유니트100,130: mirror 106: ultrasonic inspection unit
108 : 전기 모터 116 : 가요성 커플링108: electric motor 116: flexible coupling
120 : 지지체 122 : 안내부재120: support 122: guide member
[발명의 배경][Background of invention]
본 발명은 원자로의 코어내에 삽입될 수 있는 클러스터를 구성하는 제어봉의 검사에 관한 것으로, 특히 제어봉의 마모도를 측정한 다음에 시각 검사나 또다른 공정에 의한 측정법으로 1차 시험을 완료하기 위해서 모든 제어봉들의 1차 시험을 가능하게 해주는 검사 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the inspection of control rods constituting a cluster that can be inserted into the core of a nuclear reactor. In particular, all control rods are used to measure the wear of the control rods and then complete the first test by visual inspection or by another method. The present invention relates to a test method and an apparatus for enabling a first test of the same.
[종래기술][Private Technology]
본 발명은 경수 냉각 및 감속 원자로용 핵연료 집합체내에 삽입될 수 있는 제어봉 클러스터의 제어봉들을 검사하는데 적합하게 사용된다. 그와 같은 원자로에 있어서는 중성자 흡수봉 다발을 각각 구비한 제어봉 클러스터가 사용되며, 각각의 다발은 예를 들어 일반적으로 스파이더로 불리우는 상부 처리부재의 아암에 의해 휴대되는 24개의 제어봉들을 가질 수가 있다. 제어봉 클러스터중 몇개는 원자로가 정상 작동상태에 있는 동안 미세한 반응을 제어하기 위한 것이며, 특히 열동력을 변화시킬 수 있다. 다른 클러스터들은 가연성 독을 포함하며, 코어의 제 1사이클 동안에 코어속으로 도입된다. 다른 그룹들에 있어서, 제어봉들은 핵연료 집합체들에 제공된 안내관을 폐쇄해 주고 내부에서의 냉각제 흐름을 제안해주는 기능을 가지는 플러그들을 간단히 구성할 수도 있을 것이다.The present invention is suitably used to inspect control rods of control rod clusters that can be inserted into fuel assemblies for light water cooling and deceleration reactors. In such a reactor, control rod clusters each having neutron absorbing rod bundles are used, each bundle having twenty-four control rods carried by the arm of the upper processing member, commonly referred to as spiders, for example. Some of the control rod clusters are intended to control fine reactions while the reactor is in normal operation, and in particular can change the thermal power. Other clusters contain flammable poisons and are introduced into the core during the first cycle of the core. In other groups, the control rods may simply constitute plugs having the function of closing the guide tube provided to the fuel assemblies and suggesting coolant flow therein.
제어봉들은 표면 결함들을 탐지하기 위해 가능한한 주기적으로 점검되어야 한다. 특히 코어내의 삽입도가 자주 수정되어지는 클러스터들에 있어서는, 외장(sheath)의 파손 위험성이나 그 오염 정도를 충분히 그리고 초기에 측정하기 위해서 마모량을 입증하는 것이 바람직하다. 이와 같은 감시 작업은 특히, 발전소가 코어내의 그룹들의 삽입도에 빈번한 수정을 필요로 하는 " 하중 종동자(load follower)" 작동 방식으로 사용되는 경우에 유용하다.Control rods should be checked as periodically as possible to detect surface defects. Particularly in clusters where the degree of insertion in the core is often modified, it is desirable to verify the amount of wear to sufficiently and early measure the risk of sheath breakage and its contamination. This monitoring task is particularly useful when the power plant is used in a "load follower" mode of operation that requires frequent modifications to the degree of insertion of groups in the core.
프랑스공화국 특허 제 2,298,859호에는 제어봉 클러스터를 점검하는 것이 아닌 원자로의 연료봉을 검사하는 검사 방법 및 장치가 발표되어 있다. 상기 봉들은 측정 신호를 전달하는 검사 유니트에 대해 길이방향으로 이동된다. 검사 유니트는 프리즘 내시경 및 봉의 외경과 인접한 봉들 사이의 거리를 측정하는 센서를 구비한 요크(yoke)를 갖고 있다.French Patent No. 2,298,859 discloses an inspection method and apparatus for inspecting fuel rods in a reactor rather than checking control rod clusters. The rods are moved longitudinally relative to the inspection unit carrying the measurement signal. The inspection unit has a yoke with a prism endoscope and a sensor for measuring the distance between the outer diameter of the rod and the adjacent rods.
상기한 시도에는 심각한 제한이 주어진다. 균열이 이미 나타나 있다면, 단지 봉표면의 시각 시험만을 측정할 수가 있다. 그러한 균열의 장래 발생 위험성에 대한 평가 검토가 제공되지 않았다. 센서들은 단지 한 단면의 직경을 측정하는데 사용되었다. 봉의 전체 길이에 따른 마모의 분포를 보여주는 지도를 준비하거나 또는 층 마모의 표시를 제공하는 것이 불가능하였다.Such attempts are subject to serious limitations. If cracks are already present, only the visual test of the bar surface can be measured. An evaluation review of the future risk of such a crack was not provided. Sensors were used to measure the diameter of only one cross section. It was not possible to prepare a map showing the distribution of wear along the entire length of the rod or to provide an indication of layer wear.
[발명의 개요]Overview of the Invention
본 발명의 목적은 상술한 형태에 개선된 검사 방법을 제공해주는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 임계 상태에 있기 쉬운 봉들을 탐지한 다음에 제 2단계에서 그러한 봉만에 대해 진단을 완료하기 위해서 클러스터의 모든 봉들에 제 1검사 단계를 적용해줄 수 있는 방법을 제공하는 것이다. 이런 의미에서, 본 발명은 제 1실험 단계로부터 파손의 위험성이 존재하는 것으로 나타난 봉들에 대해서만 완료되는 조사를 가능하게 해주는 다기능적인 검사 방법을 제공해준다.It is an object of the present invention to provide an improved inspection method in the form described above. In particular, it is an object of the present invention to provide a method that can detect a rod that is likely to be in a critical state and then apply the first inspection step to all the rods of the cluster to complete the diagnosis for that rod only in the second stage. . In this sense, the present invention provides a versatile inspection method that enables irradiation to be completed only for rods that have been shown to present a risk of breakage from the first experimental step.
본 발명에 따라, (a) 동시에 n/m개의 제어봉(n과 m은 예정된 정수들임)에 와동 전류 검사가 가해지는 동안에 다수의 n개 제어봉을 갖는 제어봉 클러스터를 제어 유니트를 통해 길이방향으로 이동해주고, (b) 클러스터가 길이방향 둘레에서 360℃/m의 연속량만큼 회전되어진 후에 단계(a)를 m-1번 반복해주고, (c) 상기 단계(a) 및 (b)동안에 나타난 의심스러운 제어봉들을 의심스러운 영역의 상세한 지도를 제공하기 위해 의심스러운 영역의 전체 축방향 길이에 걸쳐 그리고 다수의 길이 방향 윤곽을 따라 차례로 각 의심스러운 제어봉의 길이방향에 따른 운동중에 하나씩 초음파식으로 검사해주는 단계들로 이루어진 검사 방법이 제공된다.According to the invention, (a) the control rod cluster having a plurality of n control rods is moved longitudinally through the control unit while the vortex current test is applied simultaneously to n / m control rods (n and m are predetermined integers) and (b) repeat step (a) m-1 times after the cluster has been rotated by a continuous amount of 360 ° C./m around the longitudinal direction, and (c) the suspicious control rod shown during steps (a) and (b) To provide a detailed map of the suspicious area, ultrasonically inspecting one over the entire axial length of the suspicious area and one after the other along the longitudinal direction of each suspicious control rod. An inspection method is provided.
종종, 클러스터가 회전 대칭의 사각형 단면을 가진 핵연료 집합체내에 사용하기 위한 것이라면, m=4를 채택하는 것이 유리할 것이다. 특히, 만약 그러한 선택이 이루어진다면, 가압수형 원자로(PWRs)내에 자주 사용된 24개의 제어봉을 포함하는 클러스터들의 검사는 단지 6개의 와동 전류 코일로 수행될 수도 있다. 그러면, 코일들은 검사 유니트에 용이하게 설치될 수 있을 것이다.Often, it would be advantageous to adopt m = 4 if the cluster is intended for use in a fuel assembly having a rotationally symmetric rectangular cross section. In particular, if such a selection is made, inspection of clusters containing 24 control rods frequently used in pressurized water reactors (PWRs) may be performed with only six vortex current coils. The coils may then be easily installed in the inspection unit.
필요하다면, 제어봉이 수직으로 왕복이동되는 동안, 의심스러운 한 제어봉의 전체 외주에 걸쳐 시각 시험을 카메라로 한번 완료해주므로서 검사 방법을 종료할 수도 있다. 특히, 제어봉의 뒤에 놓여져서 카메라와 결합되는 거울들을 사용하므로써, 제어봉의 전면은 제어봉 클러스터가 하강하는 동안 검사될 수 있고, 제어봉의 후면은 클러스터가 상승하는 동안 검사될 수가 있다.If necessary, the test method may be terminated by completing a visual test with the camera once over the entire perimeter of the suspicious control rod while the control rod is reciprocated vertically. In particular, by using mirrors placed behind the control rods to engage the camera, the front of the control rod can be inspected while the control rod cluster is descending, and the back of the control rod can be inspected while the cluster is raised.
시각 또는 초음파 시험은 와동 전류 검사가 n/m개 제어봉의 또다른 세트에 대해 수행되는 동안에, 앞서의 와동 전류 검사중에 진단되었던 의심스러운 제어봉에 대해 수행될 수가 있다.Visual or ultrasonic tests can be performed on suspicious control rods that were diagnosed during the previous vortex current test while vortex current tests were performed on another set of n / m control rods.
본 발명은 실례로서 주어진 특정 실시예의 첨부도면을 참조한 다음 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다.The invention will be better understood from the following description with reference to the accompanying drawings of specific embodiments given by way of example.
[양호한 실시예의 설명]DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
실례에 의해 기술되는 검사 장치는 사각형 배열의 노드(node)에서 분배된 연료봉들을 갖는 핵연료 집합체를 구비한 원자로의 제어봉 클러스터를 시험하는데 적합하다. 제 1 도를 참조하면 제어봉 클러스터(10)는 스파이더(13)에 의해 휴대된 24개의 중성자 흡수봉, 즉 제어봉(12)을 갖고 있다. 이들 봉들은 집합체내의 연료봉 배열의 17×17노드의 몇몇에서 분배된 안내관내에서 안내관을 따라 미끄러지도록 크기가 정해져 있다. 각각의 제어봉(12)은 관련된 안내관속으로 용이하게 삽입되는 탄알형태의 원추형 단부를 갖는다.The inspection apparatus described by way of example is suitable for testing a control rod cluster of a nuclear reactor with a fuel assembly having fuel rods distributed at nodes in a rectangular arrangement. Referring to FIG. 1, the
전형적으로, 검사 장치(14)는 원자로 격납 용기(도시안됨)에 인접하여 설치된 연료 빌딩(16)내에 놓여지며, 고정실(18)을 거쳐 격납 용기와 연통하고 있다. 고정실은 상기 검사 장치(14)를 수용하는 풀속으로 개방한다. 전체 핵연료 집합체(24)를 파지할 수 있는 처리기(22)가 제공되어, 상기 집합체를 저장소(26)로 가져간다. 상기 처리기(22)는 핵연료 집합체내에 함유된 클러스터를 제거하여 검사 장치(14)속으로 삽입해주기 위한 클러스터 처리 공구를 갖고 있다.Typically, the
상기 검사 장치(14)는 처리기에 의해 처리될 수 있는 독립 유니트를 구성할 수도 있을 것이다. 제 3 도를 참조하면, 그 상단부에는 클러스터 처리 공구의 바닥부에 있는 그립퍼의 중심을 맞추어 인덱스(index) 해주는 곡판 금속으로 된 편향 날개가 제공될 수 있다. 상기 장치는 또한 풀내에서 작도을 위해 밀봉 용기에 조명 램프를 가질 수도 있다. 검사 작업을 수행해야만 할 경우, 전체 검사 장치(14)는 풀내의 제어 가능한 깊이에 잠기기 위한 기계내에 놓여진다. 특히, 상기 장치는 일반적으로 저장 풀내에 제공되는 승강 장치(15)의 바스켓내에 배치될 수도 있다.The
핵연료 집합체들과 검사 장치(14) 및 클러스터(10)를 처리하기 위한 구성 부품들은 통상적인 것이기 때문에 설명을 생략한다. 처리 공구들에 관해선, 제 138,711호로 공고된 유럽 특허원 제 84,402,050호를 참조할 수가 있다.Nuclear fuel assemblies and components for processing the
제 4 도를 참조하면, 검사 장치(14)는 시험 영역을 한정해주는 상부 지지부(30)(제 5 도 내지 제 7 도), 클러스터의 제어봉들을 위한 수직 안내관(72)을 지탱해주는 몸체(32)(제 5 도 및 제 6 도), 지지부가 저장소의 상단부위에 놓여지는 바와 같은 높이로 연료 저장소내에 상기 장치를 배치시킬 수 있는 제거 가능한 스페이서 또는 수직 오프셋 블록(34), 및 8개 각각의 제어봉 위치와 관련된 8개의 검사 장소에 있는 시험 영역으로 초음파 센서 또는 카메라를 가져갈 수 있도록 수동으로(제 6 도 및 제 7 도) 또는 원격 조종으로(제 13 도) 제어될 수 있는 수평 테이블(50)을 갖는 것으로 간주될 수 있다.Referring to FIG. 4, the
상기 장치는 또한 풀 외부에 설치된 데이타 프로세서(35)와 표시 유니트를 포함하는데, 그 기능은 와동 전류 및 초음파 신호들을 처리하기 위한 것이다. 아울러, 상기 장치는 TV 모니터(36) 및 필요하다면, 일반적으로 시각 검사 유니트를 구성하는 비데오 카메라(42)와 관련된 비데오 테이프 레코더(37)를 포함한다.The apparatus also includes a
[상부 지지부][Upper support]
제 5 도 내지 제 7 도를 참조하면, 상부 지지부는 핵연료 집합체와 동일한 단면적을 갖는 사각형 판의 네모서리에 설치된 삼각형 단면의 4개의 다리(39)로 이루어진다. 각각의 다리(39)를 관통하여 구멍(41)이 제공되어 있다. 클러스터 처리 공구의 각각의 각도 위치에 대하여, 공구에 의해 휴대된 두개의 센터링 및 인덱싱 핑거(27)(제 5 도)는 공구를 위치시켜 클러스터의 정확한 삽입을 달성하기 위해 대각선을 가로질러 설치된 두개의 구멍들을 맞물어 결합해준다.5 to 7, the upper support consists of four
상기 다리(39)는 견고하게 용접된 판(38)에 의해 상부에 근접하여 상호 연결되는데, 상기 판(38) 또한 연료봉 처리 공구의 가동 그립퍼들을 받아들이는 작용을 한다. 또한, 상기 다리(39)는 어댑터 판(40)에 의해 그들의 중간 부분에서 함께 연결되어 있다. 클러스터(10)내의 상기 제어봉(12)의 배열이 상응하는 배치로써, 판(26)에는 24개의 구멍(38)(제 5 도 및 제 7 도)이 형성되어 있다.The
상기 지지부(30)의 하부 부분은 검사 영역을 한정해 준다. 이 영역은 와동 전류를 검사하기 위한 수단을 갖추고 있으며, 초음파 및 시각 검사 수단에 접근하기 위해 테이블을 향해 개방하고 있다.The lower portion of the
와동 전류 검사 수단은 클러스터내의 10개의 봉에 대응하는 분포를 가진 가로 구멍들을 구비한 받침대(44)에 의해 지탱되어 있다. 와동 전류 코일(46)은 이들 6개의 구멍들 위에 설치되며, 각각은 봉들중의 하나의 경로를 둘러싸고 있다. 그들은 완전한 측정을 위해 작용할 수 있는 회로와 결합된다. 각각의 봉의 중심맞춤 작업을 용이하게 하기 위해 하나의 링(48)이 각 코일의 각각의 단부상에 결합되어 있다.The vortex current inspection means is supported by a pedestal 44 with transverse holes having a distribution corresponding to ten rods in the cluster. A vortex
도시된 바와 같이, 부피를 최소화하기 위한 시도로써 단지 6개의 코일들이 제공되어 있다. 그러나, 예를 들어 12개의 코일과 같이 다른 수의 코일들이 제공될 수도 있다. 만약 단일 단계로 검사를 수행하기를 원한다면, 클러스터내에 있는 제어봉들의 수와 같은 수의 코일을 가질 수 있다.As shown, only six coils are provided in an attempt to minimize volume. However, other numbers of coils may be provided, for example twelve coils. If you want to perform the test in a single step, you can have the same number of coils as the number of control rods in the cluster.
상기 코일(46)들은 전형적으로 와동 전류 검사를 위해 선택된 주파수에서 전기 신호를 제공하는 발진기랙(60)과 제어봉의 단면에서의 2개의 상호 직교하는 방향으로 측정 신호의 투사를 표시해 주는 아나로그 신호를 전달하는 신호처리 랙(61)을 포함하는 데이타 처리 설비와 결합되어 있다. 6개의 코일로부터의 신호들은 컴퓨터(63)에 의해 개별적으로 처리되며, 그 결과가 프린트 아웃 또는 데이타 플로터(64)(제 4 도)상에 표시될 수 있다.The
환경, 특히 온도 변화와 케이블의 임피던스를 보상하기 위해서는, 항상 미분 측정을 수행하는 것이 바람직할 것이다. 이를 위해, 코일(46)들 각각은 제1코일과 동이하며 새로운 제어봉의 일부를 둘러싸고 제 1코일에 밀접하게 설치되는 기준 코일(도시 안됨)과 결합될 수 있다.In order to compensate for the environment, in particular temperature variations and the impedance of the cable, it will always be desirable to perform differential measurements. To this end, each of the
[위치설정 테이블][Position setting table]
이제, 제 5 도와 제 6 도 및 제 7 도에 실례로서 도시된 위치설정 테이블(50)에 대해서 설명한다. 테이블은 광학 시험 카메라(42)와 초음파 센서(도시 안됨)의 위치를 정상 조정하기 위해 설계되어 있다. 도시된 바와 같이, 테이블(50)은 예를 들어 앵글 브래킷(52)과 나사(54)에 의해, 두개의 다리(39)에 고착된 수평판으로 이루어진다. 앵글 브래킷을 받아들이는 두개의 다리(39)에 형성된 개구(56)는 테이블(50) 위에서부터 검사 영역으로 접근을 제공한다. 6개의 슬롯(58)은 테이블의 상면에 형성되며 6개의 다른 위치들 어디에라도 카메라를 보유할 수가 있는데, 상기 위치들 각각은 다른 구멍(43)(제 7 도)에 놓여진 제어봉의 시험을 가능하게 하는 위치들이다.Now, the positioning table 50 shown as an example in FIGS. 5, 6 and 7 will be described. The table is designed for normal adjustment of the position of the
[몸체][Body]
제 5 도를 참조하면, 장치의 몸체(32)는 일정하게 간격진 가로대들에 의해 함께 결합된 4개의 각철(66)로 이루어진다. 제 5 도에는 상부 가로대(68a)와 중간 가로대(68b)가 도시되어 있고, 제 10 도에는 상부 가로대(68a)와 하부 가로대(68c)가 도시되어 있다. 지지부(30)의 다리(39)는 상부 가로대(68a)상에 용접되어 있다. 가로대들 모두에는 정렬된 구멍(70)이 형성되어 있는데, 그 분포는 클러스터내의 제어봉의 배열에 대응한다. 안내관(72)들은 구멍(70)내에 수용되며, 각각의 안내관(72)은 제어봉을 미끄럼 가능하게 수용할 수 있는 정도의 직경을 갖고 있다. 가로대와 각철은 제 5 도에 도시된 바와 같이 예를들어 나사와 같은 어떤 적합한 형태의 수단에 의해 상호 연결될 수가 있다.Referring to FIG. 5, the
[스페이서 블록][Spacer Block]
스페이서 블록(34)의 기능은 테이블의 저장소의 상부위에 있는 정도의 수준에서 핵연료 집합체 저장소내에 장치를 보유해 주는 것이다. 다른 높이에 있는 다수의 블록들이 제공될 수도 있다. 각각의 블록은 제 8 도 및 제 9 도에 도시한 일반적인 구성을 가질 것이며, 이는 몸체의 것과 유사하다. 블록(34)은 나사(76)(또는 어떤 다른 수단)에의해 가로대(78)에 고착된 4개의 수직 각철(74)을 가지며, 상기 가로대(78) 각각에는 제어봉 클러스터내의 제어봉 배열에 따라 분포된 24개의 구멍이 형성되어 있다. 몸체(32)상에 스페이서 블록(34)을 고착해주기 위한 수단이 제공될 수도 있다. 제 8 도에 도시된 바와 같이, 그것은 몸체(32)의 하부 가로대(68c)에 있는 나선 구멍들에 결합된 나사(80)로 이루어진다.The function of the spacer block 34 is to hold the device in the fuel assembly reservoir at a level above the reservoir of the table. Multiple blocks at other heights may be provided. Each block will have the general configuration shown in FIGS. 8 and 9, similar to that of the body. The block 34 has four
[시작 검사 유니트][Startup Inspection Unit]
제 6 도, 제 7 도, 제 11 도 및 제 12 도는 센서 소자로서 거울 홀더와 결합된 카메라(42)를 갖는 시각 검사 유니트를 도시하고 있다. 카메라(42)의 하우징은 받침대(86)에 용접된 두개의 요크(84)에 의해 고정되며, 테이블(50)의 보유 슬롯(58)들중 하나에 대한 상기 받침대(86)의 각도 위치는 받침대(86)에 억지끼워 맞춰진 두개의 인덱싱 러그(88)에 의해 보장된다. 날개형 나사(90)는 테이블(50)상에 받침대 (86)를 고정시켜줄 수가 있다.6, 7, 11 and 12 show a visual inspection unit having a
제 7 도, 제 11 도 및 제 12 도를 참조하면, 거울 홀더(92)는 두개의 화살표 스트립(94)으로 만들어진다. 각각의 스트립에는 검사될 제어봉을 위한 구멍(96)이 형성되어 있다. 스트립(94)의 바닥 모서리는 카메라의 몸체에 거울 홀더를 부착하기 위해 고정 칼라(98)에 용접되어 있다. 스트립(94)의 단부에 120℃ 각도로 두개의 거울(100)이 배치되어, 나사(104)를 나선식으로 받아들이는 로드(102)에 의해 제위치에 보유지지된다. 거울들은 제어봉의 전면에 대해 관찰한다기보다는 오히려, 만약 카메라(42)가 거울에 의해 제공된 영상에 집중된다면 검사중에 제어봉의 후면을 관찰할 수 있게 해준다.7, 11 and 12, the
[초음파 검사 유니트][Ultrasonic Inspection Unit]
제 13 도를 참조하면, 초음파 검사 유니트는(수동 제어식보다는 오히려) 원격 조정 제어식 테이블상에 설치되어 있다. 그러나, 제 6 도에 도시된 바와 같은 테이블도 가능하다.Referring to FIG. 13, the ultrasonic inspection unit (rather than manually controlled) is mounted on a remotely controlled table. However, a table as shown in FIG. 6 is also possible.
초음파 검사 유니트(106)는 제어 블록과 검사 블록을 갖는 것으로 간주될 것이다.The ultrasonic inspection unit 106 will be considered to have a control block and an inspection block.
제어 또는 구동 블록은 테이블상에 고정되도록 설계되어 있다. 상기 블록은 사각형 브랫킷(112)에 의해 테이블에 연결되며 앵글 엔코더(114)와 결합된 전기 모터(108)(일반적으로 DC모터)를 포함하는 유체밀봉 케이싱(110)을 갖는다. 모터(108)의 출력축은 가요성 커플링(116)에 끼워지며, 유체밀봉 케이싱(110)은 출력축에 평행한 수평 안내 기둥(118)을 갖고 있다.The control or drive block is designed to be fixed on the table. The block has a
검사 블록은 검사될 제어봉(12)의 변형을 수용할 수 있도록 제어 블록에 결합되어 있다. 검사 블록은 지지체(120)를 갖는데, 이 지지체는 지지체(120)에 속하는 안내부재(122)속으로 안내 기둥(118)을 결합해주므로써 제어 블록에 연결되어 있다. 안내 기둥(118)은 지지체가 기둥을 따라 회전 및 직선적으로 소량의 진폭 변위를 하는 것을 허용해준다. 이것은 검사 블록이 제어봉(12)의 직선상에 대한 어떠한 결함에도 적응할 수 있게 해준다.The inspection block is coupled to the control block to accommodate the deformation of the
지지체(120)의 바닥 및 상부판에는 검사될 제어봉(12)의 위치를 둘러싸는 한 유니트(126)를 회전가능하게 수용하는 롤러 베어링(124)이 제공된 개구가 형성되어 있다. 상기 유니트(126)는 회전 가능한 슬리브로 구성되며, 그 위에는 집중식 초음파 변환기 센서(128)가 설치된다. 도시된 바와 같이, 상기 센서는 유니트(126)의 수직 회전축에 평행하게 되어 있다. 전송 및 수신된 초음파 빔은 경사진 거울(130)에 의해 반사된다. 센서에 대한 전기 공급과 신호의 전송은 회전 전기 접점(136)을 거쳐 이루어지다.The bottom and top plate of the
센서(128)로 제어봉의 전 외측 원주를 검사할 수 있는 기구에 의해 유니트(126)는 회전식으로 당겨진다. 도시된 바와같이, 구동 기구는 지지체(120)의 상부판에 의해 휴대된 베어링내에서 회전하는 전동축(138)을 포함하고 있다. 이 전동축은 모터축과 전동축의 상호 오배열을 지탱해주는 가요성 커플링(116)에 의해 모터(108)의 출력축에 연결된다. 전동축(138)은 슬리브 소자인 유니트(126)에 의해 휴대된 레벨 기어(142)를 맞물어주는 단부 레벨 기어(140)를 갖고 있다.The
제 13 도에 도시된 초음파 검사 유니트는 센서(128)에 대해 제어봉(12)을 위치시켜주는 장치를 부가로 포함하고 있다. 이 위치설정 장치는 지지체(120)의 바닥판에 의해 휴대된 가요성 중심맞춤 공구를 포함한다. 중심맞춤 공구는 지지체에 고착되며 제어봉을 향해 그리고 제어봉으로부터 멀어지게 이동하기 위해 바아(146)를 미끄럼 가능하게 받아들이는 요크(144)를 갖고 있다. 상기 바아(146)는 제어봉의 형상에 적합한 형태를 갖는 가동 롤러(150)를 회전 가능하게 수용하는 캐리지(148)를 운반해준다. 제 2롤러(152)는 요크(144)에 의해 휴대된 축상에 설치되며, 캐리(148)내의 슬롯(156)에서 미끄러질 수 있다. 귀환 스프링(158)은 가동 롤러(150)가 롤러(152)에 대항하여 제어봉(12)을 강제로 밀어붙이는 바와 같은 방향으로 캐리지(148)를 편향시켜 준다. 이러한 배치로 인해, 제어봉은 캐리지(148)의 미끄럼 운동에 의해 약간의 변형이 보상되는 동안 초음파 센서(128)에 대해 중심이 맞추어질 것이다.The ultrasonic inspection unit shown in FIG. 13 further includes an apparatus for positioning the
상술한 바와 같이, 카메라에 대한 수동 조정 테이블은 고정된 위치에서 카메라 또는 초음파 검사 유니트를 휴대해 주는 원격 조정 제어 단계로 대체될 수가 있다.As described above, the manual adjustment table for the camera can be replaced by a remote control control step for carrying the camera or the ultrasonic inspection unit in a fixed position.
제 13 도에 실례로서 도시된 원격 조종 제어식 테이블은 검사될 6개의 제어봉에 대응하는 6개의 위치들중 어느 하나에 비데오 검사 카메라 또는 초음파 센서(128)를 설정할 수 있게 해주며, 이들 6개의 위치들은 유리하게 와동 전류 코일에 결합된 것과는 다르다.The remotely controlled table shown by way of example in FIG. 13 makes it possible to set the video inspection camera or the ultrasonic sensor 128 at any of the six positions corresponding to the six control rods to be inspected. It is advantageously different from that coupled to the vortex current coil.
제 13 도에 도시된 케이블은 두개의 수평 방향(x,y)으로 이동하기 위한 교차 운동 테이블을 갖는다. 한정된 범위내에서의 상기 테이블의 변위는 트랭크 연결 링크 시스템을 거쳐 제어된다. 풀 위에서 모터(도시 안됨)에 의해 또는 수동으로 구동될 수 있는 트랭크(도시안됨)를 구비한 연결 링크(160)는 위치 설정 롤러(164)가 고착된 축(162)을 지탱해준다. 크랭크(도시안됨)에 의해 야기된 연결 링크(160)의 길이방향 운동 및 회전 운동중에, 상기 롤러(164)는 판에 제공된 캠(166)의 윤곽을 따라 이동하며 공구 운반판(168)을 구동해준다. 교차 운동 테이블은 x방향에 평행한 제 1축(170)과 y방향에 평행한 제2축(172)을 가지며, 브래킷(112)의 변위를 허용해준다.The cable shown in FIG. 13 has a cross motion table for moving in two horizontal directions (x, y). The displacement of the table within a defined range is controlled via the trunk connection link system. A connecting
이하, 상술한 구성에 의한 작동은 다음과 같다.Hereinafter, the operation by the above-described configuration is as follows.
제 1단계동안, 제어봉 클러스터를 장치속으로 하강시켜서 클러스터의 6개의 봉을 와동 전류 검사 유니트에 의해 동시에 검사한다. 검사는 하강 및 그 다음의 상승 운동중에 수행될 수 있으며, 그 결과가 기록된다. 한 그룹이 일단 그 원래의 위치로 들어올려지면, 동일한 작업이 원래의 위치에 대해 3개의 다른 각도 위치, 즉 각각 90, 180 및 270에서 반복된다. 다음에, 클러스터내의 제어봉들 각각의 총마모에 관한 화상이 얻어지며, 적어도 국부적으로는 보다 정확하게 검사되어져야 하는 마모(특히 외장으로부터의 재료 손실에 의한 마모)를 갖는 제어봉의 화상을 탐지할 수가 있다.During the first step, the control rod clusters are lowered into the device and the six rods of the cluster are simultaneously examined by the vortex current inspection unit. The test can be performed during the descent and the next upstroke, and the results are recorded. Once a group is lifted to its original position, the same operation is repeated at three different angular positions, namely 90, 180 and 270, respectively, relative to the original position. Next, an image of the total wear of each of the control rods in the cluster is obtained, and it is possible to detect an image of the control rods with wear that should be inspected at least locally more accurately (especially wear due to material loss from the sheath). .
게다가, 제 1작업 단계와 동시에 수행될 수 있는 제 2단계가 동일 클러스터의 다른 봉에 발생하는 동안, 초음파에 의해 또는 광학적으로 검사가 수행된다.In addition, the inspection is performed by ultrasound or optically, while a second step, which can be performed simultaneously with the first working step, occurs on another rod of the same cluster.
초음파 검사는 그들 전체의 길이에 걸쳐 모든 제어봉상에 체계적인 점검을 수행할 필요가 없기 때문에 한번에 하나의 제어봉에 대해 수행되는 것만으로 일반적으로 충분하다. 초음파 검사를 수행하기 위해서, 초음파 센서는 제어봉이 축방향으로 이동됨에 따라 동시에 제어봉 둘레를 회전하게 된다. 전형적으로, 약 60rpm의 회전 속도를 갖고 매 3°마다 분포된 점들이 기입된다.Ultrasonic examinations are generally sufficient to be performed on one control rod at a time because there is no need to perform a systematic check on all control rods over their entire length. In order to perform the ultrasonic inspection, the ultrasonic sensor rotates around the control rod at the same time as the control rod is moved in the axial direction. Typically, points that are distributed every 3 ° with a rotational speed of about 60 rpm are written.
끝으로, 기록할 필요가 없다면 내시경으로 대체될 수도 있는 TV 카메라로 시각 시험을 수행한다. 제어봉의 하강(또는 상승) 운동중에, 카메라는 검사될 제어봉의 전면상에 촛점이 모아져서, 시각적으로 균열 또는 파열을 탐지하거나 또는 단부 플러그의 손실을 탐지할 수 있게 해준다. 상승(또는 하강) 운동중에, 카메라는 거울(100)을 통해 영상에 촛점이 맞춰져서, 임계 영역내에 제어봉의 완전한 영상을 갖게 할 수 있게 해준다. 카메라 또는 초음파 검사 유니트는 테이블의 원격 조정 제어식 처리 공구의 범위내에 있는 위치로 장치를 저장소의 상승과 함께 올려놓은 후(제 6 도에 도시된 바와 같은 테이블을 사용하는 경우) 검사될 제어봉에 대해 적절한 위치에 설정되며, 위치 설정은 제 13 도에 도시된 바와 같은 테이블의 경우에 전기 제어로 행해질 수가 있다.Finally, a visual test is performed with a TV camera that may be replaced by an endoscope if no recording is necessary. During the lower (or upward) motion of the control rods, the camera focuses on the front side of the control rods to be inspected, making it possible to visually detect cracks or tears or to detect loss of end plugs. During the ascending (or falling) movement, the camera focuses on the image through the
본 발명은 예를들어 원자로내의 중성자의 에너지 스펙트럼을 변화시키기 위해 사용된 친핵연료 물질을 함유하고 있는 경우를 포함하여, 클러스터내의 제어봉 수가 어떻든 그리고 제어봉의 특성이 어떻든지간에 적용될 수 있다.The present invention can be applied to whatever the number of control rods in a cluster and the characteristics of the control rods, including, for example, contain a nucleophilic material used to change the energy spectrum of neutrons in the reactor.
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G160 | Decision to publish patent application | ||
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GRNT | Written decision to grant | ||
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